氧化石墨烯-球孢白僵菌复合物在控制草地贪夜蛾为害和促进玉米生长上的应用

作     者：展昭凤 

作者单位：河北科技师范学院 

学位级别：硕士

导师姓名：王秀平;郭井菲

授予年度：2024年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：草地贪夜蛾 球孢白僵菌 氧化石墨烯 防治 生长 

摘      要：草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是威胁我国玉米安全生产的重要害虫之一。球孢白僵菌具有杀虫谱广、致病力高且能在宿主植物内生定殖的特点,是防控草地贪夜蛾的重要生防资源。本研究针对在利用球孢白僵菌浸种玉米防控草地贪夜蛾中存在的球孢白僵菌在玉米植株内定殖率低的问题,创新性地选用比表面积大、亲水性高、穿透力强的纳米材料氧化石墨烯(Graphene oxide,GO),将其与球孢白僵菌B094复配,来提高B094的抗逆性、致病力以及在玉米植株内的定殖率,从而提高对草地贪夜蛾的防效并促进玉米生长。 主要研究结果如下: 1)GO-B094复合物的构建及抗逆性评价:筛选获得对草地贪夜蛾致病性较高的球孢白僵菌菌株B094;发现100μg/m L以下的GO溶液对球孢白僵菌萌发率无抑制效果;将1×10～8个/m L B094孢子悬浮液和100μg/m L GO悬浮液复配,并通过扫描电镜、傅里叶红外光谱观察和热重分析证明纳米材料GO与球孢白僵菌B094复配成功;通过对GO-B094复合物抗高温和紫外线效果评价发现,GO在20μg/m L和100μg/m L浓度下经紫外灯照射12、24和48 h及在40℃高温状态下都会对孢子起到保护作用;在利用浸叶法测定GO-B094复合物对草地贪夜蛾的致病力时发现GO能显著提高B094对草地贪夜蛾的校正死亡率和侵染率,分别提高1.3和1.5倍。 2)GO-B094复合物浸种后B094在玉米不同组织部位的定殖率测定:苗后14和21 d定殖率测定结果表明:B094和GO-B094复合物均可通过浸种方式定殖于玉米植株体内,但不同组织部位的定殖率有显著差异,总体表现为叶茎根。其中GO-B094复合物在苗后14和21 d玉米叶片中的定殖率分别100%和75%,均显著高于B094在苗后14和21 d玉米叶片中的定殖率,说明GO能显著提高B094在玉米叶片中的定殖效果。 3)GO-B094复合物浸种玉米后对草地贪夜蛾的控制效果评价:取食GO-B094复合物和B094浸种玉米叶片的草地贪夜蛾幼虫存活率和体重均显著低于取食CK叶片的幼虫存活率和体重。基于这两个指标看,GO-B094复合物对草地贪夜蛾生长发育的抑制效果明显好于B094。田间抗性鉴定结果显示苗后14 d接虫,21 d调查时,GO-B094复合物浸种处理的植株平均食叶级别为5.7±0.11,表现为中抗,而CK、GO和B094三种浸种处理的植株的平均食叶级别为6-7,表现为感虫。28 d调查时,GO-B094复合物浸种处理的植株平均食叶级别为6.51±0.22,表现为感虫,而其他三种浸种处理的植株的平均食叶级别均接近9,表现为高感。苗后21 d接虫,28 d调查时,GO-B094复合物浸种处理的植株平均食叶级别为5.38±0.42,表现为中抗,而其他三种浸种处理的植株的平均食叶级别均接近7,表现为感虫,表明GO-B094复合物在苗后28 d内对草地贪夜蛾防控效果明显。 4)GO-B094复合物对玉米生长发育影响评价:在玉米苗后2 d调查出苗率,CK、GO、B094和GO-B094复合物浸种处理玉米植株的出苗率分别为87.0%、94.5%、70.5%和90.5%,GO-B094复合物浸种不抑制玉米出苗。GO-B094复合物浸种处理后的玉米叶片的叶绿素a和叶绿素b含量分别为1.21±0.2和1.59±0.43(mg/g FW),显著高于CK、GO和B094浸种处理的玉米叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量。同时发现在苗后14和21 d,GO-B094复合物浸种处理的玉米的株高、叶长、叶宽和叶面积均显著高于CK、GO和B094浸种处理各项生长指标,表明GO可以显著提高B094在浸种处理下对先玉335生长的促进作用。